Präzise Abstandserkennung mit UWB-Technologie

Die Ultrabreitbandtechnologie (UWB) ist ideal für die präzise Lokalisierung und Verfolgung in Innenräumen. Mit jahrzehntelanger Erfahrung im Bereich ortsbezogener Dienste und Hardware-Lösungen bietet Minew hochwertige UWB-Hardware für Industrieprojekte.

Was ist UWB-Technologie?

UWB-Hardware

UWB RTLS Architektur

UWB und andere RTLS-Technologien

Zentrale UWB-Dienste

Bewerbung und Erfolgsgeschichte

Was ist die UWB-Technologie?

Ultrabreitband (UWB) ist eine fortschrittliche drahtlose Kommunikationstechnologie, die über ein breites Frequenzspektrum (500MHz bis 7,5GHz) arbeitet. Sie zeichnet sich durch die Messung von Entfernungen im Nahbereich mittels Laufzeitmessung (ToF) aus und erreicht durch die AoA-Technologie (angle-of-arrival) eine Genauigkeit im Zentimeterbereich. UWB ermöglicht ultrapräzise Ortungsdienste und hilft bei der Bestimmung der Bewegung oder des Stillstands von Objekten.

Die Industrie nutzt UWB, um die Sicherheit in der Automobilindustrie, im industriellen IoT und in der Unterhaltungselektronik zu verbessern. Es reduziert Fehler in Fabriken, verbessert die Erfahrungen mit intelligenten Geräten und ermöglicht ein nahtloses räumliches Bewusstsein. Es wird erwartet, dass der UWB-Markt von $1,82 Mrd. im Jahr 2024 auf $4,05 Mrd. im Jahr 2029 wachsen wird, was einem jährlichen Wachstum von 17,37% entspricht, das durch seine Präzision und Vielseitigkeit in realen Anwendungen angetrieben wird.

  • Marktgröße (2024) USD 2,14 Mrd.
  • Marktgröße (2029) 4,80 Mrd.
  • CAGR (2024-2029) 17.37%
  • Der am schnellsten wachsende Markt Asien-Pazifik
  • Größter Markt Asien-Pazifik
  • Hochpräzise Positionierung
    (±10cm Genauigkeit)
  • Niedrige Latenzzeit
    (Antwort im Millisekundenbereich)
  • Erhöhte Sicherheit
    (ToF-Bereich widersteht MITM-Angriffen)
  • Fähigkeit zur Durchdringung
    (durchdringt gängige Hindernisse)
Global

Schlüsselspieler

  1. Qorvo Inc.
  2. Humatics Gesellschaft
  3. Apple Inc.
  4. Zebra Technologies Gesellschaft
  5. Pulse LINK Inc.

UWB-Hardware

UWB-Anker

UWB-Anker senden präzise synchronisierte Signale an UWB-Tags und ermöglichen so genaue Zeitdifferenzberechnungen zwischen Ankern und Tags. Als Kernkomponenten von UWB-Echtzeit-Ortungssystemen (RTLS) verfügen diese Geräte über folgende Eigenschaften:
  • Chipsatz der DW3xxx-Serie
  • Chipsatz der Serie nRF52
  • Lang anhaltende Lebensdauer der Batterie
  • IP67 wasser- und staubdicht
*Bitte kontaktieren Sie unser Vertriebsteam für spezifische Anforderungen an die Firmware-Entwicklung.
UWB-Anker
UWB-Tags

UWB-Tag

UWB-Tags berechnen die Entfernungsdaten auf dem Gerät und übertragen sie über Bluetooth Low Energy an ein Gateway. Das Gateway leitet die Daten zur weiteren Analyse und für standortbezogene Dienste wie Indoor-Navigation und Asset-Tracking an die Cloud weiter.
  • Chipsatz der DW3xxx-Serie
  • Chipsatz der Serie nRF52
  • Hochpräzise Positionierung
  • IP67 wasser- und staubdicht
*Bitte kontaktieren Sie unser Vertriebsteam für spezifische Anforderungen an die Firmware-Entwicklung.

Vorteile der UWB- und BLE-Lösung

Das hybride UWB- und BLE-Positionierungskit basiert auf der DL-TDoA-Technologie (Downlink Time Difference of Arrival) und bietet eine Genauigkeit von 10 cm für missionskritisches Tracking, während herkömmliche UL-TDoA-Architekturen (Uplink Time Difference of Arrival) eine komplexe Verdrahtung und eine kostspielige Implementierung erfordern.

UWB-Tags verarbeiten die Entfernungsdaten geräteintern und übertragen die Positionsdaten über BLE an Gateways. Diese hybride UWB- und BLE-Ortungslösung ermöglicht die drahtlose, skalierbare Bereitstellung von hochpräzisen Ortungsdiensten mit extrem niedrigem Stromverbrauch.

  • UWB DL-TDoA Technologie
  • Flexible Genauigkeit
  • Geringer Stromverbrauch
  • Keine Verkabelung, budgetfreundliche Bereitstellung
UWB-Anker

DL-TDoA UWB RTLS Architektur

Vergleich der RTLS-Technologie

Minew's UWB + BLE Lösung UL-TDoA Ultrabreitband (UWB) Bluetooth AoA/AoD Wi-Fi GPS Passive RFID
Genauigkeit 10-30cm 10-30cm Submeter 15-50 Meter 5-10 Meter
nur im Freien
nicht zutreffend
Skalierbarkeit
Echtzeit
Übertragung
Stabilität
hoch mittel hoch anfällig für Störungen stabiles Signal im Freien, eingeschränkt in Innenräumen hoch, geeignet für die Zugangsverwaltung
Strom
Verbrauch
niedrig hoch mittel hoch hoch Null
Tag/Tracker
Kosten
niedrig niedrig sehr niedrig mittel hoch extrem niedrig
Einsatz
Kosten
niedrig hoch niedrig bis mittel niedrig mittel niedrig

Zentrale UWB-Dienste

Hands-Free Zugangskontrolle

Hands-Free Zugangskontrolle

  • Ermöglicht sicherer, automatischer Zugang ohne physische Interaktion.
  • Verfolgt die Bewegungen der Benutzer (Annäherung/Verlassen) und überprüft die Anmeldedaten in Echtzeit.
  • Konfigurierbare Parameter (z. B. Abstandsschwellen, Richtung) verhindern Fehlauslösungen.
  • Integriert mit Bluetooth Low Energy (BLE) und NFC für mehrschichtige Sicherheit.
  • Anwendungen: Intelligente Schlösser für Wohnungen/Garagen, gesicherter Zugang zur Einrichtung.
Standortbezogene Dienste

Standortbezogene Dienste (LBS)

  • Ermöglicht die Positionierung in Innenräumen mit Genauigkeit im Zentimeterbereich.
  • Funktioniert in Umgebungen, in denen kein GPS verfügbar ist (z. B. in Gebäuden, Parkhäusern).
  • Widersteht Mehrweg-Interferenzen und durchdringt Hindernisse.
  • Ermöglicht personalisierter Inhalt wie Anzeigen oder Benachrichtigungen, die auf der Nähe des Nutzers basieren.
  • Anwendungen: Indoor-Navigation (Flughäfen, Einkaufszentren), Asset Tracking, gezieltes Marketing.
Device-to-Device-Dienste

Device-to-Device-Dienste

  • Erleichtert präzise relative Positionierung zwischen Geräten.
  • Verwendet Winkel von Ankunft (AoA) zur Richtungserkennung und Entfernungsmessung.
  • Automatisiert Smart-Home-Systeme (Beleuchtung, Thermostate) basierend auf der Anwesenheit des Benutzers.
  • Verbessert die Energieeffizienz durch kontextabhängige Gerätesteuerung.
  • Anwendungen: Auffinden von Personen/Gegenständen, intelligente Hausautomatisierung.

Wo brauchen Sie Ultrabreitbandtechnologie?

Fallstudie

  • Steigerung der Effizienz bei der Automatisierung von Großlagern

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  • Verbessertes Management medizinischer Geräte mit zentimetergenauer UWB-Ortung

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Steigerung der Effizienz bei der Automatisierung von Großlagern

Ein regionaler E-Commerce-Logistikanbieter, der ein großes Lagerhaus betreibt, sah sich mit operativen Herausforderungen bei der Verwaltung einer Flotte von mehr als 300 autonomen Gabelstaplern und FTS konfrontiert. Manuelle Koordinierungsprozesse und veraltete Bluetooth-basierte Ortungssysteme mit begrenzter Genauigkeit führten zu häufigen Kollisionen mit Geräten, Engpässen im Arbeitsablauf und verzögerter Auftragsabwicklung. Um diese Probleme zu lösen, implementierte das Unternehmen ein UWB-basiertes Echtzeit-Ortungssystem (RTLS), das den Betrieb rationalisieren und die Sicherheit verbessern sollte.

Warum UWB-Präzision in der Lagerautomatisierung wichtig ist

Die Ultrabreitbandtechnologie (UWB) bietet eine Genauigkeit im Zentimeterbereich - eine wichtige Voraussetzung für die Navigation in engen Lagergängen und die Koordinierung komplexer Arbeitsabläufe mit mehreren Fahrzeugen. UWB-Signale durchdringen zuverlässig dichte Umgebungen mit Metallregalen, Maschinen und strukturellen Hindernissen und gewährleisten eine gleichbleibende Ortungsleistung. Diese Fähigkeit ist entscheidend für die Aufrechterhaltung der Betriebskontinuität in industriellen Umgebungen, in denen herkömmliche Systeme oft versagen.

Kollisionsverhütung

Das System löst automatische Warnungen und Bremsmechanismen aus, wenn sich Fahrzeuge vordefinierten Sicherheitsschwellen in der Nähe von Hindernissen, Infrastruktur oder Personal nähern. Dies verringert die Risiken in stark frequentierten Bereichen und verbessert die Einhaltung von Sicherheitsprotokollen am Arbeitsplatz.

Dynamische Pfadoptimierung

Standortdaten in Echtzeit ermöglichen die kontinuierliche Umleitung von FTS auf der Grundlage von Staumustern, Geräteverfügbarkeit und Prioritätsaufträgen. Dadurch werden Leerlaufzeiten minimiert und eine effiziente Ressourcenzuweisung während der Spitzenbetriebszeiten gewährleistet.

Systemarchitektur

Die Lösung kombiniert Hardware- und Softwarekomponenten, um eine nahtlose Integration in die bestehende Lagerinfrastruktur zu ermöglichen:

UWB-Anker: Die kompakten, an der Decke montierten MBM01 BLE- und UWB-Ortungsbaken bilden ein Ortungsnetz über Betriebsbereiche hinweg, empfangen Ortungsdaten von MBS02 UWB-Bluetooth-Repeatern und helfen bei der Bestimmung des genauen Standorts.

Fahrzeug-Tags: Robuste MBS02 UWB-Bluetooth-Repeater werden an den Fahrzeugen und FTS angebracht und laden präzise Standortdaten der Flotte an das Gateway hoch.

Gateways: Das G1 Gateway leitet die Daten zur weiteren Berechnung des Tag-Standortes an die Cloud weiter, so dass die Betreiber die FTS entsprechend den Einsatzbedingungen vor Ort planen können.

Ergebnisse

  • Weniger Kollisionsunfälle: Durch ein verbessertes räumliches Bewusstsein und automatisierte Sicherheitsprotokolle konnten Schäden an der Ausrüstung und die damit verbundenen Ausfallzeiten erheblich verringert werden.
  • Verbesserte Workflow-Effizienz: Die Wegoptimierung in Echtzeit reduziert unnötige Fahrzeugbewegungen und beschleunigt die Auftragsabwicklung in Zeiten hoher Nachfrage.
  • Einsparung von Arbeitskosten: Durch die automatisierte Disposition und den reduzierten manuellen Koordinationsaufwand konnten sich die Mitarbeiter auf höherwertige Aufgaben konzentrieren.

Technische und betriebliche Vorteile

✅ Interoperabilität: Das RTLS lässt sich über standardisierte APIs in Lagerverwaltungssysteme (WMS) und Unternehmensressourcenplanungsplattformen (ERP) integrieren und ermöglicht so eine einheitliche Datentransparenz.

✅ Adaptive Leistung: Algorithmen für maschinelles Lernen analysieren historische Standortdaten, um Überlastungsmuster vorherzusagen und Arbeitsabläufe proaktiv zu optimieren.

“Das UWB-System hat den chaotischen Fahrzeugverkehr in einen synchronisierten Arbeitsablauf verwandelt. Wir bearbeiten jetzt täglich 12.000 zusätzliche Aufträge, ohne unsere Flotte zu erweitern.”

- Leiter der Logistikabteilung

Verbessertes Management medizinischer Geräte mit zentimetergenauer UWB-Ortung

Ein führender privater Gesundheitsdienstleister, der mehrere spezialisierte Kliniken betreibt, stand immer wieder vor dem Problem, wichtige medizinische Geräte in seinen Einrichtungen zu verwalten. Mit über 500 hochwertigen, häufig gemeinsam genutzten Geräten wie Infusionspumpen, tragbaren Monitoren und Diagnosegeräten implementierte die Organisation ein UWB-basiertes Echtzeit-Tracking-System, um die betriebliche Effizienz und die Patientenversorgung zu optimieren.

Die versteckten Kosten für “fehlende” Ausrüstung

Trotz gestraffter klinischer Arbeitsabläufe hatte der Anbieter mit Problemen zu kämpfen:

  • 20% der Krankenpflegeschichten werden mit der Suche nach verlegten Geräten verschwendet
  • Verzögerte Verfahren aufgrund nicht verfügbarer Ausrüstung
  • Erhöhte Mietkosten durch vermeintlich verlorene Vermögenswerte, die ersetzt werden müssen

“In Notfällen suchte das Personal krampfhaft nach Geräten, die es sich manchmal von anderen Abteilungen auslieh und vergaß, sie zurückzugeben”, erklärte ein Leiter des klinischen Betriebs.

UWB-Anker erfüllen die Anforderungen an die medizinische Workflow-Integration

Nach der Evaluierung von RFID- und BLE-Systemen legte der Anbieter den Schwerpunkt auf zentimetergenaue Genauigkeit und nahtlose EHR-Integration. Zu den wichtigsten Implementierungsschritten gehörten:

80 UWB-Anker (MBM01 BLE & UWB Ortungsbake), die an den Decken und in den Lagerbereichen der Geräte installiert sind

400 mittelgroße UWB-Tags (MBS02 UWB Bluetooth Repeater), die an hochmobilen Geräten angebracht sind

Cloud-basiertes Dashboard mit Echtzeit-Einblicken:

Live-Standorte der Ausrüstung überlagert auf Karten der Einrichtung

Automatische Warnmeldungen für Geräte, die in nicht ausgewiesenen Zonen abgestellt werden

Nutzungsanalyse zur Optimierung von Wartungsplänen

Während eines dreimonatigen Pilotprojekts verringerte sich die Suchzeit aufgrund von Warnmeldungen für Infusionspumpen, die in Aufwachräumen zurückgelassen wurden, um 65%, während sich die Zeit für nicht genehmigte Gerätebewegungen (z. B. Geräte, die in nicht genehmigte Stockwerke gebracht wurden) um 40% verringerte.

Einblicke in die Umsetzung

Ein Lösungsarchitekt des Technologieanbieters betonte die Anpassungsfähigkeit:

“Medizinische Umgebungen erfordern sofortige Aktualisierungen - Geräte werden innerhalb von Minuten von OPs auf Intensivstationen verschoben. Unser System aktualisiert die Standorte alle 3 Sekunden und nutzt dabei die geringe Latenzzeit von UWB. Die Integration mit der bestehenden EHR- und Asset-Management-Software sorgte für eine reibungslose Einführung.”

Der Produktmanager von Minew betonte die Haltbarkeit:

“Die Tags halten häufiger Sterilisation stand, und UWB-Signale durchdringen bleigefütterte Wände besser als Alternativen.”

Messbare Ergebnisse

35% schnellere Wiederherstellung der Ausrüstung bei Code Blue-Szenarien

30% Senkung der Mietkosten durch Wiederbeschaffung “verlorener” Geräte

95% Einhaltung der Kontrollpunkte der Sterilisationszone

Ein unerwarteter Vorteil ergab sich: Heatmaps der Gerätebewegungen zeigten Ineffizienzen in der Arbeitsablaufplanung auf. “Wir haben die Lagerorte auf der Grundlage der tatsächlichen Nutzungsmuster neu konfiguriert und so die Wegezeit der Krankenschwestern zwischen den Stationen verkürzt”, so ein Facility Manager.

5 Operative Verbesserungen

Eliminierung von Phantombeständen durch Echtzeitabgleich

Verringerung der Überstundenkosten durch Minimierung der Suchzeit des Personals

Optimierte vorbeugende Wartung mit genauen Nutzungsdaten

Verbesserte Notfallmaßnahmen durch sofortige Ortung der Ausrüstung

Unnötige Käufe durch Überprüfung der Verfügbarkeit von Anlagen vermeiden

Das UWB-RTLS-System entwickelte sich zu einem strategischen Instrument, das vorausschauende Analysen zur Umverteilung der Ausrüstung vor den Stoßzeiten und die sofortige Wiederherstellung verlegter Anlagen ermöglicht.

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Über uns

Innovator und Hersteller von IoT-Geräten

Minew ist ein vertrauenswürdiger Innovator für drahtlose Technologien und ein zuverlässiger Hersteller von IoT-Geräten, der 2007 gegründet wurde. Wir sind spezialisiert auf Bluetooth, LoRaWAN, Mobilfunk (LTE/NB-IoT/4G/5G), Wi-Fi, UWB, GPS GNSS und Satellitenkommunikationstechnologien und bieten OEM/ODM/JDM-Dienstleistungen für Beacons, Asset/Personal Tracker, Sensoren, Gateways und MFi-zertifizierte FindMy Tags. Mit mehr als 10.000㎡ intelligenten Fabriken, umfassender Forschung und Entwicklung und mehr als 300 Mio. weltweit ausgelieferten Geräten ermöglichen wir der Industrie Transparenz in Echtzeit und intelligente Automatisierung. Lassen Sie uns in Kontakt treten und herausfinden, wie wir hochwertige IoT-Hardwarelösungen pünktlich und in großem Umfang liefern können, damit Sie intelligentere, besser vernetzte Systeme aufbauen können.
  • 18 +Jahrelang maßgeschneiderter Service
  • 108,000 ft²Workshop
  • 300 +Erfolgreiche Fälle
  • 200 +Patente und Zertifizierungen

FAQ - Häufig gestellte Fragen

  • Wird UWB durch WiFi 6 ersetzt werden?

    Nein. UWB ist auf hochpräzise Ortung spezialisiert (Genauigkeit bis zu 10 cm), während WiFi 6/7 sich auf Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung konzentriert. Sie ergänzen sich gegenseitig (z. B. WiFi für die Vernetzung, UWB für die räumliche Wahrnehmung).

  • Ist UWB-Strahlung sicher?

    UWB arbeitet mit einer extrem niedrigen Leistungsdichte (1/1000stel von Mobilfunksignalen) und erfüllt die FCC/CE-Sicherheitsgrenzwerte (≤-41,3 dBm/MHz).

  • Wie gut kann UWB Hindernisse durchdringen?

    Wirksam durch Holz/Glas (90% Signalbeibehaltung), aber Metall/Beton verursachen >60% Dämpfung (strategischer Relaisknoteneinsatz für industrielle Umgebungen erforderlich).

  • Welche Vorteile hat UWB gegenüber Bluetooth AoA in Bezug auf die Latenzzeit?

    UWB erreicht eine Latenzzeit von <1ms im Vergleich zu 100-300ms bei Bluetooth, was für die industrielle Echtzeit-Automatisierung von entscheidender Bedeutung ist (z.B. Kollisionsvermeidung von AGVs bei 30km/h).

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